1 UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA “LA SAPIENZA” Dipartimento di Fisiologia Umana e Farmacologia ‘Vittorio Erspamer’ Tesi sperimentale Dottorato di Ricerca in Tossicologia XXII ciclo (11131) Sostanze volontariamente aggiunte agli alimenti. Criteri e metodi per la valutazione della esposizione nella popolazione italiana attraverso la dieta. Relatore: Candidato Chiar.mo Prof. Dr. Marco Guidotti Maura Palmery Correlatore: Dr. Paolo Stacchini ANNO ACCADEMICO 2009-2010
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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA
“LA SAPIENZA”
Dipartimento di Fisiologia Umana e Farmacologia ‘Vittorio Erspamer’
Tesi sperimentale
Dottorato di Ricerca in Tossicologia
XXII ciclo (11131)
Sostanze volontariamente aggiunte agli alimenti.
Criteri e metodi per la valutazione della esposizione
nella popolazione italiana attraverso la dieta.
Relatore: Candidato Chiar.mo Prof. Dr. Marco Guidotti Maura Palmery Correlatore: Dr. Paolo Stacchini
ANNO ACCADEMICO 2009-2010
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Indice
Scopo della tesi 3
Aspetti generali 4
La legislazione comunitaria degli additivi alimentari 7
Classificazione degli additivi alimentari 12
Gli agenti antimicrobici 14
Criteri di valutazione tossicologici che precedono l’impiego 16
Aspetti tossicologici 19
Valutazione dell’assunzione alimentare dell’acido benzoico, dell’anidride solforosa e degli edulcoranti sintetici
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Studi sul consumo alimentare 26
Dati antropometrici della popolazione italiana 27
Materiali e metodi 28
Metodi di analisi 30
Preparazione dei campioni 33
Principio del metodo per i benzoati 36
Principio del metodo per i solfiti 39
Principio del metodo per l’aspartame 41
Principio del metodo per l’acesulfame 42
Risultati e valutazioni dell’intake 44
Discussione e conclusioni 58
Bibliografia 60
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Scopo della tesi La presenza di additivi nei prodotti alimentari, regolamentata a livello comunitario, è fondata
sul principio della verifica di innocuità delle sostanze utilizzate.
Al fine di verificare le condizioni di sicurezza degli additivi alimentari è stato definito l’obbligo
di procedere a studi per valutare l’esposizione della popolazione a tali sostanze al fine di
individuare eventuali problemi di ordine sanitario.
Una task di Cooperazione Scientifica della UE ha definito alcuni criteri armonizzati per la stima
delle assunzioni di additivi con la dieta (2000) e successivamente una relazione della Commissione
Europea (2001) ha identificato le sostanze che necessitano, in via prioritaria, di metodologie di
stima più raffinate.
In questo contesto è stato strutturato questo studio che prevede la determinazione dei livelli di
presenza di acido benzoico, solfiti ed edulcoranti artificiali negli alimenti attraverso la messa a
punto ed ottimizzazione dei metodi di analisi nelle diverse matrici alimentari e la successiva
valutazione della esposizione della popolazione generale e dei segmenti di popolazione più
vulnerabili (bambini, adolescenti) mediante metodi di combinazione binari tra dati di consumo e
livelli di presenza degli additivi con descrizione delle distribuzioni relative ai diversi alimenti che
contribuiscono all’assunzione totale.
L’acido benzoico è stato scelto a in funzione della sua potenziale intrinseca tossicità (ADI 5
mg/kg pc/die) e di una normativa comunitaria che ha esteso il suo utilizzo in molti alimenti
consumati preferibilmente da bambini ed adolescenti (bevande analcoliche).
I solfiti sono stati selezionati per la grande diffusione di impiego in diversi gruppi di alimenti
grazie alle caratteristiche multifunzionali dell’additivo (antimicrobico ed antiossidante) , alla bassa
ADI (0.7mg/kg pc/die), e alle sue potenzialità allergizzanti (i solfiti sono compresi nell’elenco degli
allergeni previsti dalla normativa comunitaria).
Gli edulcoranti costituiscono una categoria funzionale particolare; la possibilità di libero
impiego nelle produzioni di alimenti e bevande ha determinato negli ultimi 10 anni un crescente uso
di tali sostanze. Attualmente gruppi di alimenti (prodotti di confetteria, chewing-gum e parte delle
bevande analcoliche) sono presenti sul mercato quasi esclusivamente come alimenti nei quali lo
zucchero è sostituito da edulcoranti artificiali.
Obiettivo dello studio è l’individuazione di eventuali situazioni di rischio correlate all’uso di
tali additivi nelle produzioni alimentari e la definizione di un criterio metodologico di stima delle
esposizioni a sostanze potenzialmente tossiche presenti negli alimenti eventualmente trasferibile ad
altre problematiche analoghe (aromi, coloranti).
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Aspetti generali Nell’ambito delle attività di valutazione del rischio, con riferimento ai livelli di sicurezza delle
sostanze chimiche utilizzate nella produzione degli alimenti, l’esposizione della popolazione a tali
sostanze riveste un ruolo di particolare importanza.
Nel corso degli ultimi anni si sono evidenziate notevoli difficoltà nell’individuazione di un
percorso metodologico che garantisse, allo stesso tempo, affidabilità dei dati ed adeguato livello di
protezione dei consumatori. In particolare, l’ultimo programma-quadro delle attività di ricerca
europee (VII Programma UE) ha individuato nella esposizione della popolazione agli additivi
alimentari uno dei punti fondamentali su cui sviluppare la ricerca. Questa si basa essenzialmente sul
monitoraggio delle sostanze sottoposte a valutazione nel territorio dell’Unione Europea in modo
tale da raccogliere ed elaborare i dati forniti dai vari stati nazionali.
L’utilizzo di sostanze volontariamente aggiunte, durante le fasi di preparazione e produzione
degli alimenti, è uno dei principali motivi di interesse tecnologico, nutrizionale e sanitario nel
settore alimentare.
Nel corso degli ultimi anni, le mutate condizioni di vita e la conseguente modifica delle
abitudini alimentari hanno determinato un crescente interesse nelle potenzialità di impiego di
sostanze finalizzate a migliorare le caratteristiche conservative, reologiche, strutturali degli
alimenti.
Gli additivi sono sostanze che possono essere aggiunte in una fase qualsiasi della preparazione
e trasformazione di un alimento e che, come tali o chimicamente trasformate, si ritrovano nel
prodotto finito, svolgendo azioni specifiche, tra cui: l’incremento della stabilità e conservabilità; il
mantenimento delle proprietà nutrizionali; il miglioramento delle qualità organolettiche; la
facilitazione dei processi produttivi e distributivi. Tra le diverse categorie di additivi, i conservanti
(antimicrobici) e gli edulcoranti sintetici rappresentano, per la loro importanza tecnologica e per le
loro implicazioni di carattere sanitario, quelle maggiormente studiate e sotto valutazione degli
organismi sanitari nazionali ed internazionali. Gli additivi sono regolamentati a livello comunitario
da Direttive che hanno reso questo settore interamente armonizzato in Europa e, ponendosi nel
mondo, come punto di riferimento più avanzato nel delicato settore della sicurezza alimentare.
Al fine di garantire la salute dei consumatori, è stato istituito l’obbligo per i paesi membri di
procedere periodicamente alla stima della esposizione della popolazione agli additivi
tossicologicamente più significativi.
Gli alimenti sono preparati mescolando degli ingredienti per ottenere la migliore conservazione
possibile e per sfruttare le proprietà reologiche, caratteristiche di ogni preparato. Queste pratiche
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sono state utilizzate anticamente per legare fisicamente tra loro gli ingredienti e per dare
all’alimento le caratteristiche organolettiche e di consistenza.
Nella pratica tradizionale ci sono varie azioni sfruttate nella preparazione di alimenti quali:
l’azione legante della lecitina dell’uovo per ottenere la maionese, l’azione antibatterica del sale per
conservare il pesce e le carni, l’azione acidificante dell’aceto per conservare le verdure, l’azione
antimicrobica dello zolfo nel vino per evitare ossidazioni. Questi esempi ci fanno capire quanto
antica sia la storia degli additivi alimentari, l’uomo ha sempre cercato di conservare i propri
alimenti e ha sempre cercato di ingannare i propri simili vendendo per buono un alimento in cattivo
stato di conservazione.
Alla fine del XIX secolo molte nazioni emanarono leggi e regolamenti sull’uso degli additivi
chimici, tesi a proteggere il consumatore finale dalle pratiche fraudolente e disoneste che miravano
a vendere prodotti deteriorati. Sono ancora vive nella memoria di tutti le truffe attuate dai venditori
all’ingrosso, che mescolavano la polvere di paprica al monossido di piombo, le ghiande ai chicchi
di caffè e la polvere di mattone al cacao.
Ad oggi, il sempre più elevato numero di sostanze chimiche, utilizzate o proposte come
additivi, ha imposto agli uffici governativi, che si occupano di salute pubblica, la responsabilità di
decidere se certe sostanze possono essere permesse ed usate nelle industrie alimentari. Di qui
l’esigenza di avere delle liste di sostanze “sicure” che possono essere impiegate senza un
ragionevole rischio per l’uomo.
Le abitudini alimentari sono cambiate, le materie prime internazionalizzate, le filiere si sono
allargate, le reti di distribuzione sono aumentate, e i prodotti alimentari immagazzinati richiedono
alti standard di conservazione. Il mercato richiede quindi una ampia diversificazione dei prodotti e
l’alimento preparato e conservato è sempre più presente nella dieta.
Il sistema produttivo ha dovuto dare una risposta tecnologica a queste nuove esigenze
garantendo le qualità organolettiche, nutrizionali, la stabilità e la sicurezza, caratteristica alla quale
il consumatore guarda oggi con attenzione.
Gli additivi alimentari sono uno di quei mezzi di cui dispone e si avvale la tecnologia
alimentare ed a cui fa ricorso, quando altre procedure fisiche o meccaniche non possono essere
applicate o risultano inefficaci.
L’assunzione, attraverso i cibi, da parte dell’uomo, degli additivi alimentari rappresenta un
motivo di particolare interesse dal punto di vista tossicologico e sanitario.
E’ per questo motivo che, nel 1952, l’O.M.S. (Organizzazione Mondiale della Sanità) ha
costituito, congiuntamente alla F.A.O. (Food and Agriculture Organization of the United Nations),
un gruppo di esperti, chiamato JECFA (Joint FAO/OMS Expert Commitee on Food Additives), che,
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da allora, procede, ininterrottamente, alla valutazione delle varie sostanze che possono essere
impiegate quali additivi alimentari e, sulla base di accurati studi chimici e tossicologici, stabilisce
quali sono quelle che possono essere usate, secondo determinate modalità, senza che ne derivi
danno alla salute del consumatore.
A livello europeo, l’ EFSA (European Food Safety Agency), ha il fine di valutare i requisiti di
sicurezza dei prodotti alimentari. Nell’agenzia sono stati formati diversi gruppi di esperti di cui uno
ad hoc per la valutazione della sicurezza d’uso degli additivi alimentari.
La definizione di additivo alimentare è stata spesso usata ma poi rettificata perché non è facile
definire rigidamente le finalità, le azioni, le riserve e le garanzie coinvolte nell’uso di un additivo
alimentare.
Possono, in ogni caso, essere considerati additivi chimici quelle sostanze, prive di potere
nutritivo o impiegate a scopo non nutritivo, che si aggiungono, in qualsiasi fase di lavorazione, alla
massa o alla superficie degli alimenti, per conservarne nel tempo le caratteristiche chimiche,
fisiche o fisico-chimiche, per evitarne l’alterazione spontanea o per impartire ad essi, oppure per
esaltarne favorevolmente, particolari caratteristiche di aspetto, di sapore, di odore o di
consistenza.
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La legislazione comunitaria degli additivi alimentari Nella grande parte dei paesi vige una legislazione alimentare, per evitare ostacoli ai normali
scambi commerciali tra paesi, nel 1962, la comunità internazionale istituì il Codex Alimentarius,
cioè un codice di norme alimentari, riferibile a tutti i paesi.
In Italia, il DM del 1965, ha regolato gli additivi alimentari, più volte, integrato e modificato
fino al 1996, data in cui è stato abrogato definitivamente per recepire, nel nostro ordinamento, la
normativa comunitaria. Ad oggi, gli additivi alimentari risultano armonizzati sotto il profilo tecnico-
normativo con i paesi dell’Unione Europea.
Principio fondamentale su cui è costruita la normativa sugli additivi alimentari, è il criterio
della lista positiva, secondo il quale solo sostanze specificatamente autorizzate possono essere usate
nella preparazione degli alimenti. Il sistema autorizzativo, implicito nella lista positiva, che oggi
può sembrare ovvio, è stato il momento più innovativo e sanitariamente più rilevante nella storia
legislativa nazionale ed internazionale, in materia di alimenti.
Una sostanza per essere inclusa nell’elenco degli additivi autorizzati deve rispondere ad un
insieme di requisiti, il più importante dei quali è la non tossicità, valutata sulla base di tutte le
informazioni scientifiche disponibili, e una fondata esigenza tecnologica .
Il Regolamento 1333/2008/CE definisce norme relative agli additivi alimentari utilizzati negli
alimenti abroga e sostituisce le direttive 94/36/CE, 94/35/CE, 95/2/CE, modificando parte del
Decreto Ministeriale n. 209 del 27/02/1996, che recepiva queste direttive comunitarie. Il
Regolamento 1333 all’art.4 definisce negli allegati II e III gli additivi che possono essere utilizzati
nella preparazione degli alimenti. Tali liste non sono state pubblicate nel regolamento 1333, e
dovranno essere aggiornate dai paesi dell’unione armonizzandole con la classificazione che il
Codex Alimentarius prevede per gli additivi. Il regolamento 1333-2008 ha considerato che:
• la libera circolazione di alimenti sicuri e sani è un elemento fondamentale del mercato interno
e contribuisce in maniera significativa alla salute e al benessere dei cittadini, nonché ai loro
interessi economici e sociali;
• nell'attuazione delle politiche comunitarie è opportuno garantire un elevato livello di tutela
della vita e della salute umana;
• serve un armonizzazione dell'uso degli additivi alimentari nella Comunità, vale a dire l'uso
degli additivi alimentari negli alimenti oggetto della direttiva 89/398/CEE del Consiglio, del
3 maggio 1989, relativa al ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri concernenti i
prodotti alimentari destinati ad un'alimentazione particolare e l'uso di certi coloranti
alimentari per la bollatura sanitaria della carne e per la decorazione e la stampigliatura delle
uova. Il regolamento armonizza inoltre l'uso degli additivi alimentari negli additivi e negli
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enzimi alimentari, garantendone la sicurezza e la qualità e facilitandone lo stoccaggio e l'uso.
Esso non è mai stato oggetto di regolamentazione a livello comunitario;
• gli additivi alimentari sono sostanze che abitualmente non sono consumate in quanto tali
come alimenti, ma sono intenzionalmente aggiunte ad alimenti per uno scopo tecnico
descritto nel presente regolamento, ad esempio per la loro conservazione. Il presente
regolamento dovrebbe contemplare tutti gli additivi alimentari e, pertanto, l'elenco delle
categorie funzionali dovrebbe essere aggiornato alla luce del progresso scientifico e dello
sviluppo tecnologico. Tali sostanze non dovrebbero tuttavia essere considerate additivi
alimentari quando sono utilizzate per dare un aroma o un sapore o per fini nutrizionali, come
succedanei del sale, vitamine o minerali. Inoltre, le sostanze considerate alimenti che possono
essere utilizzate per una funzione tecnica, come il cloruro di sodio o lo zafferano utilizzato
come colorante, e gli enzimi alimentari non dovrebbero parimenti rientrare nell'ambito di
applicazione del presente regolamento. Tuttavia, le preparazioni ottenute da alimenti e gli
altri materiali di origine naturale, che sono impiegati affinché abbiano un effetto tecnologico
nell'alimento finale e sono ottenuti mediante estrazione selettiva dei componenti (per esempio
pigmenti) in relazione ai loro componenti nutritivi o aromatici, dovrebbero essere considerati
additivi ai sensi del presente regolamento. Infine, il presente regolamento non si applica agli
enzimi alimentari che sono oggetto del regolamento (CE) n. 1332/2008 del Parlamento
europeo e del Consiglio, del 16 dicembre 2008, relativo agli enzimi alimentari;
• le sostanze non consumate in quanto tali come alimenti, ma utilizzate intenzionalmente nella
fabbricazione di alimenti, che sussistono soltanto come residui e non hanno alcun effetto
tecnologico nel prodotto finale (coadiuvanti tecnologici), non dovrebbero rientrare
nell'ambito di applicazione del presente regolamento;
• gli additivi alimentari dovrebbero essere autorizzati e utilizzati soltanto se soddisfano i criteri
stabiliti nel presente regolamento. L'uso degli additivi alimentari deve essere sicuro, deve
rispondere ad una necessità tecnologica e non deve indurre in errore i consumatori e deve
presentare un vantaggio per questi ultimi. I casi in cui il consumatore è indotto in errore
includono, tra l'altro, la natura, la freschezza, la qualità degli ingredienti impiegati, la
genuinità del prodotto o il carattere naturale del processo di produzione o la qualità
nutrizionale del prodotto, incluso il suo contenuto di frutta e verdura. L'autorizzazione degli
enzimi alimentari dovrebbe tenere conto di altri fattori pertinenti per la questione in esame,
tra cui i fattori sociali, economici, tradizionali, etici ed ambientali, il principio di precauzione
e la fattibilità dei controlli. L'uso e le quantità massime di un additivo alimentare dovrebbero
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tener conto del consumo di questo additivo a partire da altre fonti nonché dell'esposizione di
gruppi particolari di consumatori (ad esempio le persone allergiche) all'additivo in questione;
• gli additivi alimentari devono essere conformi alle specifiche approvate, le quali dovrebbero
comprendere dati che consentano di identificare adeguatamente l'additivo alimentare,
compresa la sua origine, e di definire i criteri accettabili di purezza. Le specifiche già definite
per gli additivi alimentari di cui alla direttiva 95/31/CE della Commissione, del 5 luglio
1995, che stabilisce i requisiti di purezza specifici per gli edulcoranti per uso alimentare , alla
direttiva 95/45/CE della Commissione, del 26 luglio 1995, che stabilisce i requisiti di purezza
specifici per le sostanze coloranti per uso alimentare e alla direttiva 96/77/CE della
Commissione, del 2 dicembre 1996, che stabilisce i requisiti di purezza specifici per gli
additivi alimentari diversi dai coloranti e dagli edulcoranti dovrebbero essere mantenute
fintantoché gli additivi corrispondenti non saranno inclusi negli allegati del presente
regolamento. Le specifiche relative a tali additivi dovrebbero allora essere definite in un
regolamento. Tali specifiche dovrebbero riferirsi direttamente agli additivi figuranti negli
elenchi comunitari degli allegati del presente regolamento. Tuttavia, tenuto conto della
complessità di dette specifiche, per ragioni di chiarezza esse non dovrebbero essere integrate
come tali negli elenchi comunitari, ma essere oggetto di uno o più regolamenti distinti;
• alcuni additivi alimentari sono ammessi per usi specifici in determinate pratiche e trattamenti
enologici autorizzati. L'uso di tali additivi alimentari dovrebbe essere conforme al presente
regolamento e alle disposizioni specifiche della normativa comunitaria pertinente;
• un additivo alimentare già autorizzato in applicazione del presente regolamento e ottenuto
con metodi di produzione o che utilizza materie prime significativamente diversi da quelli
oggetto della valutazione dei rischi effettuata dall'Autorità, o diversi da quelli previsti dalle
specifiche, dovrebbe essere sottoposto ad una valutazione dell'Autorità. «Metodi
significativamente diversi» potrebbero implicare tra l'altro un cambiamento nel metodo di
produzione, con un passaggio dall'estrazione da piante alla produzione per fermentazione
mediante un microrganismo o la modificazione genetica del microrganismo originale, una
modifica delle materie prime o una modifica della dimensione delle particelle, anche
mediante l'uso delle nanotecnologie;
• gli additivi alimentari dovrebbero essere tenuti sotto osservazione continua e devono essere
sottoposti ad una nuova valutazione ogni volta che il mutamento delle condizioni del loro uso
e nuove informazioni scientifiche lo rendano necessario. Se del caso, la Commissione
dovrebbe prevedere, congiuntamente agli Stati membri, di adottare misure adeguate;
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• un additivo può, a meno che non sia oggetto di ulteriori restrizioni, essere presente in un
alimento non in quanto aggiunto direttamente ma in quanto contenuto in un ingrediente in cui
l'additivo era autorizzato, purché la quantità dell'additivo nell'alimento finale non sia
superiore a quella che sarebbe risultata dall'utilizzazione di detto ingrediente nelle condizioni
tecnologiche appropriate e in virtù di una buona prassi di fabbricazione;
• gli edulcoranti autorizzati a norma del presente regolamento possono essere usati negli
edulcoranti da tavola venduti direttamente ai consumatori. I relativi produttori dovrebbero
informare i consumatori con i mezzi appropriati per consentire loro di usare il prodotto in
modo sicuro. Queste informazioni potrebbero essere fornite secondo modalità diverse, fra cui
sulle etichette dei prodotti, sui siti Internet, mediante linee d'informazione destinate ai
consumatori o nel punto di vendita. Per assicurare che questa prescrizione sia adottata
secondo un approccio uniforme, possono essere necessari orientamenti da definire a livello
comunitario;
• per i motivi di efficacia, i termini ordinari della procedura di regolamentazione con controllo
dovrebbero essere abbreviati ai fini dell'adozione di talune modifiche degli allegati II e III
relative a sostanze che sono già state autorizzate in virtù di un'altra normativa comunitaria
nonché di qualsiasi misura transitoria appropriata relativa a tali sostanze;
• gli Stati membri devono effettuare controlli ufficiali per assicurare il rispetto del presente
regolamento conformemente al regolamento (CE) n. 882/2004;
• poiché l'obiettivo del regolamento, vale a dire stabilire norme comunitarie sugli additivi
alimentari, non può essere realizzato in misura sufficiente dagli Stati membri e può dunque,
nell'interesse dell'unicità del mercato e di un alto livello di tutela dei consumatori, essere
realizzato meglio a livello comunitario, la Comunità può intervenire, in base al principio di
sussidiarietà sancito dall'articolo 5 del trattato. Il presente regolamento si limita a quanto è
necessario per conseguire tale obiettivo in ottemperanza al principio di proporzionalità
enunciato nello stesso articolo;
• in attesa dell'elaborazione dei futuri elenchi comunitari di additivi alimentari, è necessario
prevede una procedura semplificata che consenta di aggiornare gli elenchi attuali di additivi
alimentari contenuti nelle direttive vigenti;
• fatto salvo il risultato del monitoraggio di cui all'articolo 25, entro un anno dall'adozione del
presente regolamento la Commissione dovrebbe predisporre un programma per il riesame da
parte dell'Autorità della sicurezza degli additivi alimentari già autorizzati nella Comunità.
Tale programma dovrebbe definire le necessità e l'ordine di priorità secondo cui devono
essere esaminati gli additivi alimentari autorizzati.
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I prodotti vinosi sono invece normati dai Regolamenti 606/2009 e 479/2008 che impongono
limiti massimi d’impiego per l’utilizzo dell’anidride solforosa in tali prodotti.
La normativa stabilisce anche i criteri che presiedono alla possibilità di impiego di una sostanza
additivante; in particolare, gli additivi possono essere accettati soltanto se è dimostrata l’esistenza di
un sufficiente bisogno tecnologico; se l’obiettivo investigato non può essere conseguito con
l’applicazione di altri metodi; se non presentano un pericolo per la salute del consumatore nelle dosi
proposte, per quanto attualmente consentano di giudicare i dati scientifici a disposizione.
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Classificazione degli additivi alimentari Gli additivi alimentari vengono classificati in categorie in base alla attività funzionale svolta
dall’ additivo nel prodotto al quale è aggiunto.
In una categoria sono compresi additivi aventi analoga funzione tecnologica anche quando
questa può realizzarsi attraverso meccanismi di azione diversi.
Tabella 1 – Categorizzazione degli additivi alimentari
Coloranti Esaltatori di sapidità Agenti di rivestimento (c)
Conservanti Acidificanti Agenti di trattamento della farina
Antiossidanti Correttori di acidità (b) Agenti di resistenza
Emulsionanti Antiagglomeranti Umidificanti
Sali di fusione Amidi modificati Sequestranti (d)
Addensanti Edulcoranti Enzimi (d) (e)
Gelificanti Agenti lievitanti Agenti di carica
Stabilizzanti Antischiumogeni Gas propulsore, gas d’imballaggio
a) Si intende che questa categoria comprende anche gli stabilizzatori di schiuma. b) Si precisa che questi agenti possono regolare l’acidità nei due sensi. c) Queste sostanze comprendono anche gli agenti lubrificanti. d) L’inclusione di questi termini nel presente elenco non pregiudica un’eventuale decisione sulla loro menzione
nell’etichettatura dei prodotti alimentari destinati al consumatore finale. e) Si tratta solo degli enzimi utilizzati come additivi.
Esistono due sistemi di numerazione degli additivi alimentari, oltre alla classificazione in base
alla funzione esercitata. Questi sistemi di numerazione sono stati adottati per la necessità pratica di
indicare in etichetta dell’alimento ciascun additivo, poiché la maggior parte degli stati richiede la
dichiarazione in etichetta degli additivi impiegati nella preparazione dell’alimento, al fine di tutelare
ed aiutare il consumatore nella scelta del prodotto. L’etichetta che contiene un numero è più pratica
del nome dell’additivo e aiuta gli organi di controllo nella ricerca e nel dosaggio degli eventuali
additivi non dichiarati.
L’Unione Europea ha introdotto per prima un sistema numerico per gli additivi alimentari
(numero preceduto dal prefisso “E”, “Europa”); tale numerazione, tuttora in vigore, viene
progressivamente sostituita dall’ INS (International Numbering System), introdotto recentemente
Codex Alimentarius. Quest’ultimo sistema, che rispetta, fondamentalmente, la sequenza numerica
stabilita dall’Unione Europea, sarà, probabilmente, il sistema universalmente accettato, in vista
degli accordi esistenti tra il Codex Alimentarius ed il WTO (World Trade Organization).
La tabella n.2 è un buon esempio di come gli additivi siano indicati in questi due sistemi: in
pratica, come citato precedentemente, la numerazione rimane la stessa, mentre scompare la E di
“Europa”.
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Tabella n. 2. Denominazione di alcuni additivi alimentari in
due sistemi di numerazione. Da: Vettorazzi G., 1980.
Nome Classe INS1 UE2
Acido citrico antiossidante 330 E-330
Acido sorbico conservante 200 E-200
Azorubina colorante 122 E-122
Lecitina emulsionante 322 E-322
Metilcellulosa addensante 461 E-461
Sorbitolo umettante 420 E-420 1 INS = International Numbering System. 2 UE = Unione Europea.
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Gli agenti antimicrobici La categoria degli agenti antimicrobici è composta da sostanze aggiunte agli alimenti per
Processi fisici e biologici possono essere utilizzati per ridurre la carica batterica, riscaldamento,
essiccamento, congelamento, acidificazione e fermentazione, ovvero, per creare un ambiente
sfavorevole alla crescita batterica negli alimenti, refrigerazione. Questi processi raggiungono uno
scopo parziale e in alcuni casi difficilmente possono essere impiegati. Gli antimicrobici hanno un
ruolo molto importante nel prolungare le caratteristiche organolettiche e tipiche di ogni alimento.
I microorganismi deteriorano gli alimenti, in modo diretto perchè la crescita batterica sottrae
nutrienti all’alimento deteriorandolo, ovvero indirettamente innescando degli enzimi presenti in
ogni alimento che lisano le pareti cellulari e rilasciano il citosol nei tessuti circostanti degradando
ulteriormente l’alimento. L’OMS ha stimato che quasi il 20% delle derrate alimentari mondiali è
distrutto dalla degradazione.
I principali fattori che influenzano lo sviluppo dei microrganismi sono:
• la temperatura. I microrganismi difficilmente si riproducono alle basse ed elevate
temperature. Il riscaldamento che si utilizza nella pastorizzazione, ad esempio, mezz’ora a
65-70° C, elimina molti microrganismi, ad eccezione dei batteri termofili e delle spore.
• l’umidità. L’acqua è un fattore di vita e influenza notevolmente lo sviluppo batterico, la aw
(water activity) rappresenta lo stato di energia di un sistema ed è molto utilizzata nel
controllo HACCP degli alimenti come CCP (critical control point), campioni di alimenti
prodotti vengono periodicamente analizzati e misurata la aw che deve rientrare in determinati
intervalli caratteristici dell’alimento analizzato. La preservazione degli alimenti
dall’inquinamento microbico mediante essiccazione (pratica effettuata fin dall’antichità) è
relativamente sicura, dato che normalmente i batteri patogeni non tollerano gli ambienti
secchi.
• il pH. Il pH dell’alimento esercita un’azione determinante sullo sviluppo dei microrganismi.
In generale, ogni specie microbica, ha un valore di pH per la crescita ottimale; a valori
distanti da quello ottimale si manifestano nella cellula modificazioni morfologiche, nonché
modificazioni nel ritmo di crescita.
Da quanto sopra accennato, si comprende perché, prescindendo dallo stato fisico dell’alimento
e dalla sua composizione, occorre adottare tecniche e mezzi diversi per evitare che gli alimenti si
alterino durante la loro conservazione. Gli additivi antimicrobici esplicano la loro azione nei
confronti dei microrganismi, interferendo con le loro membrane cellulari, con la loro attività
enzimatica o agendo sul loro meccanismo genetico.
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La maggior parte degli antimicrobici che l’industria impiega negli alimenti è rappresentata da
composti a carattere acido. Queste sostanze hanno uno spettro microbicida che è specifico di ogni
sostanza e viene espressa come MIC (concentrazione inibitrice minima) che indica la più bassa
concentrazione di una sostanza antimicrobica capace di inibire la crescita di un batterio. La MIC è
ricavata secondo un gradiente che causa un alone di inibizione la crescita. La MIC registrata deve
essere compatibile con quella ottenuta con microorganismi della stessa specie o con quelli di pari
sensibilità. Sono state perciò sviluppate diverse tecniche che permettono di paragonare lo spettro
d'azione, la potenza, l'attività battericida o batteriostatica dei diversi antimicrobici. Tra questi
criteri, la determinazione della minima concentrazione inibente (MIC) e l'analisi dei valori delle
MIC-50 e MIC-90 nonché del range di attività permette di stabilire l'attività intrinseca sulle varie
specie batteriche.
Se si tiene conto di quanto varia sia la composizione degli alimenti e dei vari gruppi di
microrganismi che possono contaminarli, si comprende come sia necessario, per l’industria
alimentare, poter disporre di vari additivi antimicrobici, fra i quali scegliere, di volta in volta, quello
più efficace.
Gli additivi antimicrobici, impiegati in Italia, sono quelli autorizzati nei Paesi della UE e
comprendono, per esempio:
• alcuni acidi organici deboli, con i relativi sali (per esempio, acido benzoico e acido sorbico);
• para-idrossi-benzoati;
• nitrati;
• nitriti;
anidride solforosa (solfiti).
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Criteri di valutazione tossicologica che precedono l’impiego Rigorosi protocolli tossicologici sono previsti per la valutazione di un additivo alimentare.
JECFA ha disciplinato un protocollo tossicologico che deve essere adottato, per disporre dei
dati necessari alla valutazione del rischio connesso all’uso di un additivo.
Tale protocollo prende in considerazione studi sperimentali, in vitro ed in vivo quali:
• studi di tossicità acuta: singola somministrazione della sostanza in esame, in dose elevata, ad
animali da laboratorio. Da tali prove si estrapola la stima della LD50 (Letal Dose, che provoca
la morte del 50% dei soggetti esposti);
• studi di tossicità subcronica: somministrazioni ripetute (giornalmente o per 5 giorni la
settimana) per un periodo che corrisponde a circa il 5-10% della vita dell’animale trattato
nell’esperimento;
• studi di tossicità cronica: somministrazioni ripetute per l’intero arco di vita dell’animale;
• studi di farmacocinetica: ADME (assorbimento, distribuzione, metabolizzazione ed
eliminazione);
• studi di mutagenesi: prove di alterazione del DNA;
• studi di cancerogenesi: prove di induzione tumorale;
• studi di teratogenesi: prove che tendono a perovocare grandi anormalità anatomiche,
conseguenza dell’effetto del composto sull’embrione.
E’ molto importante la conoscenza della composizione chimica di una sostanza per poter
valutare la sua sicurezza. Anche senza prove tossicologiche sperimentali si può classificare una
molecola in base a studi SAR (struttura attività). Questi studi mettono in relazione la struttura
molecolare del composto con l’attività biologica, perché è noto, alcuni gruppi funzionali hanno una
tossicità specifica, - ad esempio i furanoditerpeni, presenti in alcune piante, provocano epatiti
tramite attivazione del CYP3A4 trasformando tali sostanze in epossidi, veri responsabili della
tossicità epatica. La conoscenza della composizione chimica è anche molto importante, in un
additivo alimentare, per consentire il suo giusto impiego negli alimenti, le eventuali impurezze che
possono essere presenti dovute al processo tecnologico di produzione.
Le sostanze, candidate ad additivi, non possono presentare positività in studi di cancerogenesi e
di mutagenesi, tali sostanze sono escluse dalla produzione alimentare. Le sostanze che non
presentano positività alla cancerogenesi e alla mutagenesi si possono dividere in due grandi gruppi:
• sostanze senza un ADI (Acceptable Daily Intake) definito (quantum satis);
• sostanze con un ADI definito.
Le sostanze che non presentano un ADI definito non sono sottoposte a studi di intake perché
sono ritenute sicure, le sostanze che hanno un ADI definito sono valutate da studi di intake che si
17
articolano in tre fasi. Se nella prima fase di valutazione i dati di intake ottenuti superano l’ADI si
passa alla seconda fase; se, anche in tale fase, c’è un superamento dell’ADI si passa alla valutazione
della terza fase. La prima fase prevede studi di intake che utilizzano dati teorici di consumo
combinati con i livelli massimi d’uso consentito per la sostanza in esame. La seconda fase prevede
studi di intake che utilizzano dati reali di esposizione combinati con i livelli massimi d’uso
consentito per gli alimenti per la sostanza in esame. La terza fase prevede studi di intake che
utilizzano dati reali di esposizione combinati con i livelli reali di impiego per la sostanza in esame.
L’ADI è un parametro utilizzato in tossicologia alimentare derivato da studi cronici di tossicità,
basato sull’uso prolungato nel tempo e per generazioni della sostanza in esame, da parte di animali
da laboratorio. Si giunge a fissare la dose giornaliera più alta di una sostanza senza che si
manifestino effetti tossici per la durata di tutta la vita. Il NOAEL (No Observable Adverse Effect
Level), espresso come mg di composto per kg di peso corporeo pro die (mg/kg pc/die) è l’indice
tossicologico utilizzato da cui si deriva l’ADI. Per gli additivi non-nutritivi, fino al 5% della dieta
totale se non si osservano effetti negativi, questa dose deve essere considerata NOEL (No
Observable Effect Level). Dosi superiori al 5% non dovrebbero essere testate, perché possono
produrre un significativo squilibrio nutrizionale nell’animale (JECFA).
Il NOAEL o NOEL, diviso per un fattore di sicurezza prudenziale dà l’ADI (Acceptable Daily
Intake). Il fattore di sicurezza impiegato da JEFCA è 100 ed è comprensivo di variazioni nel calcolo
degli indici sia farmacocinetici sia farmacodinamici (FAO/WHO, 1957, ex WHO, 1987). Si ottiene
così l’ADI, “Acceptable Daily Intake”, accettabile per l’uomo, ossia la quantità di additivo che può
essere ingerita, giornalmente, dall’uomo, per tutta la vita, senza alcun danno:
ADI = NOAEL (NOEL)/SF = NOAEL (NOEL)/100
L’ADI è espresso nelle stesse unità del NOAEL (mg/kg pc/die).
Un additivo alimentare è considerato sicuro, per l’uso al quale è destinato, se l’esposizione
umana ad esso è inferiore, o circa uguale, alla ADI. Nella maggior parte dei casi, i dati sono ottenuti
per estrapolazione da studi su animali, che hanno la durata della loro vita, l’ADI, quindi, è riferito
ad un utilizzo in tutto l’arco della vita dell’uomo e consente un margine di sicurezza ampio da non
far sussistere motivi di preoccupazione tossicologica, nell’eventualità che, per un breve periodo di
tempo, si faccia uso della sostanza in oggetto a livelli di esposizione superiori alla ADI. Ciò vale, se
la quantità mediamente assunta, nell’arco di un più lungo periodo di tempo, non eccede
l’assunzione prevista dalla quella fissata dall’ADI.
18
A livello comunitarioi diversi paesi hanno la responsabilità di verificare il corretto impiego
degli additivi, in modo che il consumo di queste sostanze non ecceda gli ADI. In questo contesto
l’ISS ha predisposto un sistema per la sorveglianza dei livelli di esposizione della popolazione
italiana mediante periodici programmi di monitoraggio sugli additivi.
19
Aspetti tossicologici Benzoati
L’acido benzoico è un acido aromatico; può essere chiamato in tanti modi diversi; per esempio,
alcuni sinonimi sono (Lewis,1993): acido benzenformico; acido benzenmetanoico; carbossi-
Grafico n.2 – Intake di benzoati in Italia - medie
Intake di benzoati in Italia
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
ri
Adoles
centi
M
Adoles
centi
M so
lo co
nsum
atori
Adoles
centi
F
Adoles
centi
F solo
cons
umato
ri
Adulti
M
Adulti
M solo
cons
umato
ri
Adulti
F
Adulti
F solo
cons
umato
ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I% Medie
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato.
46
Grafico n.3 – Intake di benzoati in Italia - 95th percentile
Intake di benzoati in Italia
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
ri
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centi
M
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centi
M so
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nsum
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Adoles
centi
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centi
F solo
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umato
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Adulti
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Adulti
M solo
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Adulti
F
Adulti
F solo
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ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I% 95th percentile
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato. Grafico n.4 – Intake di benzoati in Italia - 97th percentile
Intake di benzoati in Italia
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
ri
Adoles
centi
M
Adoles
centi
M so
lo co
nsum
atori
Adoles
centi
F
Adoles
centi
F solo
cons
umato
ri
Adulti
M
Adulti
M solo
cons
umato
ri
Adulti
F
Adulti
F solo
cons
umato
ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I% 97th percentile
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato.
47
Solfiti
Per l’anidride solforosa, sono state condotte analisi sui prodotti freschi (tal quale) e su alimenti
sottoposti a processo di cottura. Ciò in quanto le caratteristiche chimico-fisiche dell’anidride
solforosa determinano modifiche delle concentrazioni di additivo in base al trattamento termico del
prodotto alimentare.
Essendo la valutazione dell’assunzione con la dieta lo scopo principale dello studio è necessario
conoscere i livelli di presenza dell’additivo nell’alimento pronto al consumo. I campioni analizzati
sono stati prelevati allo scopo di rendere rappresentativo il prelievo degli alimenti da sottoporre ad
analisi, la selezione dei campioni è stata condotta tenendo conto della diffusione dei prodotti
nell’ambito della rete di distribuzione commerciale prevedendo per ogni categoria merceologica il
prelievo di campioni dell’articolo più significativo sotto il profilo del consumo. Sono sotto riportati
le tipologie e il numero dei campioni analizzati.
Tabella 13 – Risultati della ricerca dell’anidride solforosa in alcuni campioni sottoposti ad analisi
Tipologia di prodotto Numero di campioni
mg/kg o mg/l anidride solforosa
(valore medio)
Intervallo (mg/kg o mg/l)
Gamberi, Scampi e Mazzancolle congelati 32 165 0-458
Gamberi, Scampi e Mazzancolle cotti 44 112 0-238
Carne bovina più verdure 10 13 0-36
Vini rossi e bianchi 69 62 16-121
Frutta secca 10 31 5-70
I risultati sono stati ottenuti mediante analisi volumetrica per distillazione con metodo validato secondo la norma ISO 17025, i campioni sono stati ripetuti in doppio.
Le medie pesate di solfiti erano: nel vino di 62 mg/l; nei crostacei congelati (gamberi,
mazzancolle e scampi) di 165 mg/kg; nei crostacei cotti (gamberi, mazzancolle e scampi) di 112
mg/kg; nella carne bovina addizionata di verdura di 13 mg/kg; nella frutta secca di 31 mg/kg.
I dati al consumo forniti dall’INRAN per i pesci congelati e conservati sono stati corretti in base
ai consumi reali di queste tre specie di pesce analizzati. Sono stati utilizzati i dati forniti da
Assoittica dell’anno 2003, da cui risulta che a fronte di un totale di 62148 tonnellate di pesce di
mare consumate in Italia, solo 3762 tonnellate sono delle tre specie analizzate. Nelle tabelle 15 e 16
sono riportati i valori di intake, dovuti all’assunzione attraverso la dieta di tutti gli alimenti
analizzati, per la popolazione media italiana, per i soli consumatori, e per alcune fasce di
popolazione.
Per il calcolo delle assunzioni è stato utilizzato lo stesso approccio descritto precedentemente
per il calcolo dei benzoati.
48
Si riportano nei grafici 6, 7 e 8 l’intake di solfiti in Italia, rispettivamente media, 95th percentile
e 97th percentile.
Il termine “soli consumatori” si riferisce alla porzione di popolazione che consuma
regolarmente gli alimenti presi in considerazione.
Tabella 14 - Intake dei benzoati “soli consumatori” per categorie di età e sesso (mg/kg pc/die)
Solo consumatori Tipo Tutte le
età Bambini Adolescenti
maschi Adolescenti femmine
Adults maschi
Adults femmines
Anziani maschi
Anziani femmine
Media 0,104 0,051 0,035 0,031 0,127 0,082 0,172 0,105
%ADI media 14,90 7,30 5,00 4,40 18,1 11,8 24,60 15,00
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato.
Grafico n.6 – Intake di solfiti in Italia – 95th percentile
Intake di solfiti in Italia
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
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Adoles
centi
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lo co
nsum
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Adoles
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F solo
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Adulti
M
Adulti
M solo
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ri
Adulti
F
Adulti
F solo
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ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I% 95th percentile
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato.
50
Grafico n.7 – Intake di solfiti in Italia – 97th percentile
Intake di solfiti in Italia
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
ri
Adoles
centi
M
Adoles
centi
M so
lo co
nsum
atori
Adoles
centi
F
Adoles
centi
F solo
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umato
ri
Adulti
M
Adulti
M solo
cons
umato
ri
Adulti
F
Adulti
F solo
cons
umato
ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I% 97th percentile
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato. Grafico n.8 – Contributo dei vari alimenti analizzati all’intake dei solfiti in Italia
Contributi all'intake di solfiti in Italia
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Tutte l
e età
M e F
Tutte l
e età
M e F so
lo co
nsum
atori
Bambin
i Me
F
Bambin
i M e
F solo
cons
umato
ri
Adoles
centi
M
Adoles
centi
M so
lo co
nsum
atori
Adoles
centi
F
Adoles
centi
F solo
cons
umato
ri
Adulti
M
Adulti
M solo
cons
umato
ri
Adulti
F
Adulti
F solo
cons
umato
ri
Anzian
i M
Anzian
i M so
lo co
nsum
atori
Anzian
i F
Anzian
i F so
lo co
nsum
atori
Fasce di età
AD
I%
VinoPesce fresco e congelatoPesce conservatoCarne bovina + verdureFrutta secca
Legenda - M = maschi, F = femmine. Solo consumatori = popolazione che consuma l’alimento considerato.
51
Edulcoranti sintetici
Per gli edulcoranti sintetici, sono state condotte analisi su bevande aromatizzate, prodotti dolciari, e
yogurth ipocalorici.
Aspartame
Tabella 15 – Risultati conclusivi della ricerca aspartame (prodotti alimentari nei quali la presenza dell’aspartame è dichiarata in etichetta)